Nghiên cứu quá trình tự làm sạch môi trường bằng động lực triều vùng ven bờ hải phòng và quảng ninh nhằm phục vụ phát triển nghề nuôi cá lồng bè

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NGUYỄN TUẤN KỲ NGHIÊN CỨU Q TRÌNH TỰ LÀM SẠCH MƠI TRƯỜNG BẰNG ĐỘNG LỰC TRIỀU VÙNG VEN BỜ HẢI PHÒNG VÀ QUẢNG NINH NHẰM PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN NGHỀ NUÔI CÁ LỒNG BÈ (CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO THÍ ĐIỂM) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Hà Nội, năm 2008 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG NGUYỄN TUẤN KỲ NGHIÊN CỨU Q TRÌNH TỰ LÀM SẠCH MÔI TRƯỜNG BẰNG ĐỘNG LỰC TRIỀU VÙNG VEN BỜ HẢI PHÒNG VÀ QUẢNG NINH NHẰM PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN NGHỀ NI CÁ LỒNG BÈ Chun ngành: Mơi trường phát triển bền vững (Chương trình đào tạo thí điểm) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Cán hướng dẫn: TS Trương Văn Bốn Hà Nội, năm 2008 MỤC LỤC Các chữ viết tắt iii Danh mục bảng số liệu Danh mục đồ, biểu đồ hình vẽ iv v Mở đầu Chương Tổng quan vấn đề ô nhiễm môi trường nuôi cá lồng bè 1.1 Cơ sở khoa học thực tiễn luận văn 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước nước 2 1.1.2 Cơ sở khoa học thực tiễn luận văn, tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu, nội dung phương pháp nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu luận văn 1.2.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.2.3 Nội dung nghiên cứu 1.2.4 Phương pháp nghiên cứu Chương Phân tích tính tốn khả tự làm mơi trường khu vực ni cá lồng bè Hải Phịng Quảng Ninh 2.1 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 2.1.1 Thành phố Hải Phòng 9 2.1.2 Tỉnh Quảng Ninh 10 2.1.3 Đặc điểm thủy hải văn vùng ven biển Hải Phòng Quảng Ninh 2.2 Hiện trạng nghề nuôi cá lồng bè khu vực nghiên cứu 10 11 2.2.1 Thành phố Hải Phòng 11 2.2.2 Tỉnh Quảng Ninh 15 2.3 Hiện trạng môi trường khu vực nuôi cá lồng bè Quảng Ninh Hải Phòng 2.3.1 Một số định nghĩa 19 19 2.3.2 Tác động phát triển kinh tế đến môi trường khu vực nghiên cứu 19 2.3.3 Thực trạng vấn đề mơi trường khu vực nghiên cứu 23 2.4 Tính tốn khả tự làm mơi trường khu vực nghiên cứu 24 2.4.1 Giới thiệu mơ hình MIKE 21WQ 2.4.2 Các số liệu sử dụng mơ hình 24 33 2.4.3 Sử dụng số liệu địa hình để thiết lập hệ lưới lồng cho mơ hình tốn MIKE 21 WQ 2.4.4 Hiệu chỉnh thẩm định mơ hình thủy lực MIKE 21HD 44 47 2.4.5 Hiệu chỉnh thẩm định mơ hình chất lượng nước 57 2.4.6 Tính tốn chế độ thủy lực, mơi trường vết dịng chảy 2.4.7 Khả tự làm môi trường trình vận chuyển vật chất 70 i 81 2.4.8 Kết tính tốn khả trao đổi nước thời gian lưu trú nước 85 Chương Một số giải pháp qui hoạch, quản lý phát triển nghề nuôi cá lồng bè khu vực nghiên cứu 3.1 Tính tốn sức chịu tải môi trường thủy vực nuôi cá lồng bè ven bờ Hải Phòng Quảng Ninh 3.1.1 Đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường hệ thống lồng bè 90 90 90 3.1.2 Tính tốn sức chịu tải mơi trường khu vực nghiên cứu 91 3.1.3 Tính tốn sức chịu tải môi trường khu vực nuôi cá lồng bè 93 3.2 Tính tốn mật độ đề xuất giải pháp qui hoạch, quản lý phát triển nghề nuôi cá lồng bè 3.2.1 Đề xuất mật độ vị trí ni cá lồng bè diện tích tồn vịnh 3.2.2 Đề xuất mật độ vị trí ni cá lồng bè diện tích thực tế 94 98 101 3.3 Kết luận 3.4 Kiến nghị 102 103 Tài liệu tham khảo 106 Phụ lục 107 ii MỞ ĐẦU Trong vài thập kỷ gần nghề nuôi trồng thủy sản thủy vực ven bờ biển nước ta ngày phát triển Sản lượng nuôi trồng thủy sản ven biển nước ta năm 1955 đạt 601.038 đến năm 2004 đạt 30.219.472 tấn, tăng 50 lần Khu vực ven biển tỉnh Hải Phòng Quảng Ninh khu vực phát triển mạnh nghề nuôi cá lồng bè Sự phát triển ạt lợi ích kinh tế dẫn đến tải cho môi trường thủy vực loại chất thải gây ô nhiễm môi trường ven biển Một quy hoạch vùng nuôi cụ thể mang tính khoa học địi hỏi cấp bách khu vực CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG DO NUÔI CÁ LỒNG BÈ 1.1 Cơ sở khoa học thực tiễn luận văn 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nƣớc nƣớc ngồi Tình hình nghiên cứu Việt Nam Ở nước ta, mối liên hệ môi trường hoạt động khu vực nuôi trồng thủy sản quan tâm từ năm 80 kỷ XX Việc nghiên cứu, ứng dụng phương pháp mô hình hố để đánh giá sức chịu tải, khả tự làm vùng nuôi trồng thuỷ sản ven bờ biển Việt Nam chưa nghiên cứu rộng rãi Do việc áp dụng cơng cụ tính tốn nghiên cứu tính tốn khả phát tán vật chất, khả tự làm mơi trường qua q trình động lực sinh hoá thuỷ vực cần thiết qui hoạch nuôi trồng thuỷ sản theo hướng phát triển bền vững Tình hình nghiên cứu nước Trên Thế giới, nghiên cứu tác động ngành nuôi trồng thủy sản môi trường nhiều Quốc gia quan tâm Để đánh giá mức độ nhiễm suy thối mơi trường ven biển hoạt động nuôi trồng thuỷ sản gây ra, người ta sử dụng phương pháp mơ hình hóa khác thí nghiệm mơ hình vật lý, sử dụng mơ hình tốn phần mềm MIKE 21 WQ áp dụng nhiều nơi giới Hình 1.1 Bố trí ni cá lồng bè Kimagro Indonesia Hình 1.2 Ni cá lồng bè Trung Quốc 1.1.2 Cơ sở khoa học thực tiễn luận văn, tính cấp thiết đề tài Để phát triển bền vững nghề nuôi cá lồng bè, cần phải có nghiên cứu mật độ, mức độ phát thải khu vực bố trí lồng bè, sức chịu tải khả tự làm môi trường thủy vực tác động q trình động lực sóng, triều, dịng chảy; yếu tố mơi trường độ mặn, nhiệt độ, nồng độ ô xy nhu cầu sinh hố BOD, nồng độ xy hồ tan nước DO, nồng độ amonia N-NH4, nồng độ nitrit N-NO2, nồng độ nitrat N-NO3, nồng độ phốt P-PO4 vv Những nghiên cứu cần thiết cần triển khai thường xuyên có hệ thống, làm sở cho việc đề xuất giải pháp qui hoạch, quản lý phát triển nghành nuôi trồng thủy sản có nghề ni cá lồng bè 1.2 Mục tiêu, nội dung phƣơng pháp nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu luận văn Mục tiêu luận văn xác định sức chịu tải, khả tự làm thuỷ vực hai Vịnh Phất Cờ (tỉnh Quảng Ninh) Vịnh Tùng Gấu (Hải Phịng), đề xuất quy mơ ni cá lồng bè hợp lý cho hai Vịnh: Phất Cờ (Quảng Ninh), Vịnh Tùng Gấu (Hải Phòng) 1.2.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu (Hình 1.3) Hình 1.3 Bản đồ khu vực nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận văn vị trí ni cá lồng bè mơi trường biển quanh khu vực vịnh: Phất Cờ thuộc tỉnh Quảng Ninh Tùng Gấu thuộc Hải Phòng Các vấn đề nghiên cứu là: Đánh giá trao đổi chất hữu khu vực nuôi cá lồng bè với bên tác động thủy triều dòng chảy 1.2.3 Nội dung nghiên cứu - Thu thập, tổng hợp số liệu điều kiện tự nhiên, địa hình, thủy hải văn, đặc điểm thủy hóa, sinh địa hóa ven bờ biển tỉnh Quảng Ninh, Hải Phịng - Thu thập, phân tích yếu tố mơi trường - Thu thập, phân tích số liệu trình phát thải chất hữu từ lồng bè - Điều tra khảo sát thông tin tình hình ni cá lồng bè, đặc điểm kinh tế xã hội môi trường khu vực - Nghiên cứu đánh giá trao đổi chất hữu khu vực nuôi cá lồng bè với bên ngồi tác động thủy triều dịng chảy - Tính tốn, phân tích khả tự làm sạch, sức chịu tải môi trường khu vực nuôi cá lồng bè, đề xuất số lượng, mật độ lồng bè hợp lý 1.2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp tiếp cận - Đánh giá nguồn thải vật chất từ hệ thống nuôi cá lồng bè - Nghiên cứu diễn biến q trình sinh hóa: Phát tán, phân hủy, chuyển hóa hợp chất hữu cơ, dinh dưỡng - Mơ q trình vận chuyển, hịa tan, phát tán vật chất từ khu vực nuôi thả khu vực xung quanh tác động trình động lực: triều, dịng chảy mơ hình thủy động lực mơ hình chất lượng nước Các phương pháp nghiên cứu cụ thể luận văn - Tính kế thừa - Phương pháp chuyên gia tư vấn, trao đổi hội thảo khoa học - Khảo sát thu thập, phân tích số liệu - Áp dụng phần mềm hai chiều: MIKE 21 WQ/HD Đan Mạch để tính tốn trình động lực thuỷ triều vận chuyển vật chất, lan truyền phát tán chất nhiễm CHƢƠNG PHÂN TÍCH TÍNH TỐN KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH MÔI TRƢỜNG KHU VỰC NUÔI CÁ LỒNG BÈ HẢI PHÒNG VÀ QUẢNG NINH 2.1 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 2.1.1 Thành phố Hải Phòng Hải Phòng thành phố ven biển nằm Đơng Bắc đồng Bắc Bộ có tọa độ địa lý: 20030’39” đến 21 01’15” vĩ độ Bắc 106023’39” đến 107008’39” kinh độ Đơng Tổng diện tích tự nhiên 152.318,49 theo số liệu thống kê năm 2001 Chiều dài bờ biển 128Km (hình 2.1) Hình 2.1 Vịnh Tùng Gấu - thành phố Hải Phòng 2.1.2 Tỉnh Quảng Ninh Tỉnh Quảng Ninh có tọa độ địa lý 20044’17” đến 21039’54” vĩ độ Bắc 106026’19” đến 108004’12” kinh độ Đơng Diện tích đất tự nhiên khoảng 5.900 km2 diện tích vùng biển khoảng 10.000 km2, bờ biển khúc khuỷu có chiều dài 250km (hình 2.2.) Hình 2.2 Vịnh Phất Cờ - tỉnh Quảng Ninh 2.2 Hiện trạng nghề nuôi cá lồng bè khu vực nghiên cứu 2.2.1 Thành phố Hải Phòng Bảng 2.1 Tình hình ni cá lồng bè khu vực Vịnh Cát Bà Năm Số lượng bè Số ô lồng Sản lượng (tấn) 2000 41 300 45 2001 105 910 70 2002 131 1600 500 2003 165 1864 720 2004 198 1970 700 2005 411 6000 - 2006 530 7600 - 2007 550 8000 - 2008 570 10400 2000 Hải Phòng chủ trương khuyến khích xây dựng mơ hình ni trồng thuỷ sản công nghệ cao Cát Bà quy hoạch vùng trọng điểm nuôi hải sản nước mặn thành phố Xem bảng 2.1 Trong thời gian năm, số lồng bè tăng gấp 5-6 lần Khu vực vịnh Tùng Gấu - Cát Bà Hải Phòng Vịnh Tùng Gấu thuộc xã Việt Hải – Cát Hải có diện tính khoảng 106ha Đây vịnh kín gió đan xen đảo nhỏ nên khả trao đổi nước Độ sâu vịnh lúc triều lớn vào khoảng 7,8m; triều kiệt 6,3m 2.2.2 Tỉnh Quảng Ninh Năm 2000, số lượng lồng bè nuôi biển 406 bè với 1644 ô lồng Năm 2003, riêng số lồng bè nuôi cá biển lên tới 5.000 ô lồng, tổng sản lượng nuôi thủy sản nước mặn – lợ đạt khoảng 17.260 Năm 2004 tồn tỉnh có huyện thị có nghề ni cá lồng bè biển với tổng diện tích ni bè 5100ha, tổng số bè 1.380 với 6085 ô lồng cho tổng sản lượng 1200 Khu vực đảo Phất Cờ - Vân Đồn Khu vực nghiên cứu đảo Phất Cờ thuộc xã Hạ Long – Huyện đảo Vân Đồn có diện tích mặt nước khoảng 250ha.Phía Đơng bị chắn đảo lớn Cái Lim Lão Vọng, phía Nam bao quanh nhiều đảo nhỏ, phía Tây đảo Cái Bầu có dân cư sinh sống với số dân 7000 người Đây vùng có biên độ thủy triều lớn, dòng chảy mạnh nơi chịu nhiều hoạt động giao thông thủy 2.3 Hiện trạng môi trƣờng khu vực nuôi cá lồng bè tỉnh Quảng Ninh Hải Phòng 2.3.1 Một số định nghĩa - Nguồn thải từ lục địa: Chiếm tới 80% nguồn gây ô nhiễm biển bao gồm chất thải sinh hoạt, du lịch, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng Do sông vận chuyển biển, sau lan truyền trình động lực biển sóng, triều, dịng chảy - Nguồn thải biển: Là chất thải hoạt động giao thông biển, hoạt động khai thác tài nguyên biển, du lịch, nuôi trồng hải sản nguồn nhiễm khác ngồi khơi 2.3.2 Tác động phát triển kinh tế đến môi trƣờng khu vực nghiên cứu - Tác động ngành nuôi trồng thủy sản môi trường - Tác động giao thông thủy - Hoạt động du lịch 2.3.3 Thực trạng vấn đề mơi trƣờng khu vực nghiên cứu Ơ nhiễm môi trường biển diễn biến phức tạp Môi trường nước biển xuất nhiều tảo ô nhiễm chất thải hữu làm nước bị ô nhiễm nặng nên gây bệnh tiêu chảy cho cá làm cá chết hàng loạt Người dân nhập cá giống không rõ nguồn gốc không qua kiểm dịch, làm mầm bệnh phát tán nhanh Hình 2.4 Cá chết hàng loạt nhiễm vịnh Lan Hạ – Cát Bà 2.4 Tính tốn khả tự làm môi trƣờng khu vực nghiên cứu 2.4.1 Giới thiệu mơ hình MIKE 21 WQ (xem báo cáo chính) 2.4.2 Các số liệu sử dụng mơ hình 2.4.2.1 Phương pháp thu thập số liệu Khu vực đảo Tùng Gấu – Cát Bà: Hình 2.7a Sơ đồ khảo sát đo đạc thủy văn khu vực đảo Tùng Gấu – Cát Bà - Đo đạc thủy văn địa hình (hình 2.7a) trạm liên tục 03 ngày đêm (72 giờ) – Trạm TG trạm liên tục 01 ngày đêm (24 giờ) – Trạm TG 2, TG Hình 2.7b Sơ đồ quan trắc đo đạc môi trường khu vực Tùng Gấu – Cát Bà - Đo đạc quan trắc thông số môi trường (hình 2.7b): trạm quan trắc liên tục: CB-LT1, CB-LT2 trạm quan trắc lắng đọng: CB-LD1, 2, 3, Khu vực đảo Phất Cờ – Cái Bầu: - Đo đạc thủy văn địa hình (hình 2.8a): trạm liên tục 03 ngày đêm (72 giờ) – Trạm FC1 trạm liên tục 01 ngày đêm (24 giờ) – Trạm FC2, FC3 - Đo đạc quan trắc thơng số mơi trường (hình 2.8b): trạm quan trắc liên tục: FC-LT1, CB-LT2 trạm quan trắc lắng đọng: FC-LD1, 2, 3, Hình 2.8a Sơ đồ khảo sát đo đạc thủy văn khu vực đảo Phất cờ Hình 2.8b Sơ đồ khảo sát đo đạc mơi trường khu vực đảo Phất cờ 2.4.2.2 Tài liệu địa hình Các số liệu địa hình xây dựng sở đồ khu vực Hải Phòng, Quảng Ninh đơn vị: Viện Cơ học, Trung tâm Khí tượng Thủy văn Biển – Bộ Tài nguyên Môi trường: - Bản đồ tỷ lệ 1:100.000 xuất tháng 6/1965 - Bản đồ tỷ lệ 1:100.000 xuất năm 1980 - Bản đồ tỷ lệ 1:500.000 xuất năm 1980 Ngồi cịn tham khảo đồ Google Earth 2.4.2.3 Tài liệu khí tượng thủy văn Các tài liệu khí tượng thủy văn cung cấp Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Biển - Số liệu mực nước trạm Hòn Dấu - Số liệu mực nước Cửa Ông - Số liệu mực nước thuỷ vực nuôi cá lồng bè Số liệu khảo sát vận tốc Sử dụng số liệu khảo sát mực nước dòng chảy hai đợt khảo sát: đợt từ ngày 28 tháng đến ngày 12 tháng năm 2004 đợt từ ngày tháng đến ngày 10 tháng năm 2004 Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Biển Việc đo đạc dòng chảy tiến hành trạm liên tục bảng 2.9, 2.10 hình 2.7a ; 2.8a báo cáo 2.4.2.4 Tài liệu nhiệt độ, độ mặn, yếu tố môi trường Sử dụng số liệu Phân Viện Hải dương học Hải Phòng – Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam tổ chức khảo sát nghiên cứu, số liệu quan trắc cảnh báo môi trường dịch bệnh thuỷ sản Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn (chi tiết xem phần tài liệu tham khảo CDrom) 2.4.3 Sử dụng số liệu địa hình để thiết lập hệ lƣới lồng cho mơ hình tốn MIKE 21 WQ Bậc cho miền tính lớn chia với lưới thơ có bước lưới 270m x 270m cho miền lớn có kích thuớc Đông-Tây: 162,54km Nam-Bắc: 110,16km (603 ô x 409 ô) Bậc lưới nhỏ bao hai khu vực nghiên cứu với bước lưới 90m x 90m Kích thước lưới Vịnh Phất Cờ: 76 x 76 ô (6,84 km x 6,84 km), Vịnh Tùng Gấu: 82 ô x 55 ô (7,38km x 4,95km) Bậc lưới chi tiết có bước lưới 30m x 30m Kích thước lưới Vịnh Phất Cờ: 136 ô x 154 ô (4.08km x 4.62km), Vịnh Tùng Gấu: 64 ô x 64 ô (1.92km x 1.92 km) 2.4.4 Hiệu chỉnh thẩm định mơ hình thủy lực MIKE 21 HD 2.4.4.1 Hiệu chỉnh mơ hình thủy lực Các số liệu đo đạc khảo sát sử dụng để hiệu chỉnh mơ hình bao gồm: Mực nước, Dịng chảy, Nhiệt độ nước biển, Độ mặn nước biển Độ suốt nước biển hai thuỷ vực Đảo Tùng Gấu đảo Phất Cờ 2.4.4.2 Thẩm định mơ hình thủy lực Sử dụng số liệu khảo sát đo đạc vận tốc vị trí hai thuỷ vực Tùng Gấu Phất Cờ Sự sai khác vận tốc đo đạc tính tốn nằm khoảng không 5-10 cm/s Đây sai số tàu thuyền thường xuyên lại ảnh hưởng đến kết đo đạc vận tốc 2.4.5 Hiệu chỉnh thẩm định mơ hình chất lƣợng nƣớc 2.4.5.1 Hiệu chỉnh mơ hình chất lượng nước Sử dụng nguồn số liệu khảo sát môi trường để hiệu chỉnh mơ hình chất lượng nước Số liệu biên lỏng giá trị ban đầu yếu tố môi trường bao gồm: Nhiệt độ nước biển, độ mặn, DO, BOD, N-NH4, N-NO2, N-NO3, P-PO4 Các giá trị quan trắc nồng độ NH4+ NO3- trạm dao động mạnh không giá trị tính tốn số ngun nhân như: phân bố nồng độ chất NH4+ NO3- không khu vực nghiên cứu nên trình hoạt động lại tàu thuyền Các giá trị nồng độ quan trắc tính tốn NO2- PO43- tương đối phù hợp không biến đổi mạnh phân bố đồng chúng khu vực nghiên cứu 2.4.5.2 Thẩm định mơ hình chất lượng nước Sử dụng số liệu đo đạc khảo sát môi trường vào mùa khô từ ngày 09/03/2005 đến ngày 30/3/2005 Các số liệu khảo sát trạm tương tự đợt khảo sát mùa hè năm 2004 Các thơng số mơ hình giữ nguyên trường hợp hiệu chỉnh mô hình, thay đổi số liệu biên, số liệu ban đầu Thời gian tính tốn chọn từ 17h ngày 17/3/2005 đến 14h ngày 21/3/2005 2.4.6 Tính tốn chế độ thuỷ lực, mơi trƣờng vết dịng chảy Vịnh Tùng Gấu Vịnh Phất Cờ Vết dòng chảy xem vết đường chất điểm bảo tồn Tiến hành tính tốn trường vết dịng chảy cho hai giai đoạn chính: sườn triều lên sườn triều xuống triều lớn Việc lựa chọn hai triều đặc trưng cho thời kỳ triều cường thời kỳ triều dựa số liệu mực nước tháng năm 2004 Ngày triều cường tháng chọn từ 1h ngày 23/09/2004 đến 1h ngày 24/09/2004 ngày triều từ 10h ngày 16/09/2004 đến 10h ngày 17/09/2004 2.4.6.1 Kết tính tốn chế độ động lực Để thể kết tính tốn chế độ thuỷ lực vùng biển nghiên cứu cách trực quan, sử dụng công cụ MIKE 21 để xây dựng tranh hiển thị động với trường vận tốc mực nước thời điểm khác nhau: thời điểm sườn triều lên, thời điểm sườn triều xuống Đối với Vịnh Phất Cờ, dịng triều lên theo hướng Đơng Bắc – Tây Nam triều rút dịng chảy có hướng ngược lại Khi triều xuống biên phía Tây Vịnh Phất Cờ lại biên khối nước phía ngồi Vịnh vào, khối nước có nồng độ vật chất bắt nguồn từ phía Cửa Ơng, thủy triều lên đưa vật chất từ khu vực nuôi cá lồng bè tới hòa trộn với khối nước từ khu vực Cửa Ông Đối với Vịnh Tùng Gấu, triều lên dòng triều vào Vịnh chủ yếu qua hai cửa Pen pac xơ van phía cửa Hòn Giác Khi triều xuống dòng chảy chủ yếu qua hai cửa nước từ biên phía Bắc phía Tây Vịnh Nồng độ khối nước từ biên phía Bắc phía Tây Vịnh chịu ảnh hưởng lớn nồng độ vật chất Vịnh thủy triều lên đưa vào, đồng thời chịu ảnh hưởng dòng vật chất phía gần bờ nên chất lượng nước thủy vực không tốt chất lượng nước Vịnh Hơn dòng triều qua hai cửa nhỏ nên việc trao đổi nước Vịnh Tùng Gấu với khối nước Vịnh hạn chế so với Vịnh Phất Cờ 2.4.6.2 Kết tính tốn môi trường tác động động lực triều Qua kết tính tốn nồng độ BOD, DO, N-MH3, N-NO2, N-NO3, P-PO4 cho hai Vịnh Tùng Gấu (Quảng Ninh) Vịnh Cát Bà (Hải Phòng) triều lớn triều nhỏ nhận thấy nồng độ loại vật chất theo thời gian hai triều khác Nồng độ vật chất biến đổi tính phần trăm trình bày bảng 2.16 báo cáo Chỉ số phần trăm triều tính cách lấy giá trị nồng độ lớn trừ giá trị nồng độ nhỏ nhất, chia cho giá trị nồng độ nhỏ nhân với 100%, giá trị phần trăm X= (max(X(i))min(X(i)))/min(X(i))*100% 2.4.7 Khả tự làm môi trƣờng thủy vực trình vận chuyển vật chất Khả tự làm môi trường khả phát tán vật chất từ phát thải khu vực nuôi cá lồng bè vào môi trường xung quanh Việc tính tốn quỹ vật chất cho triều vịnh tiến hành sau: Tính thể tích nước chảy qua biên vịnh theo Tính nồng độ vật chất tương ứng điểm biên tương ứng với Lấy tích số thể tích nước nhân với nồng độ vật chất, lấy tổng luỹ tích vật chất vào vịnh Lấy giá trị thể tích trung bình vịnh, chia cho tổng nồng độ vật chất chứa thể tích trung bình vịnh 2.4.8 Kết tính tốn khả trao đổi nƣớc thời gian lƣu trú nƣớc hai thuỷ vực Vịnh Tùng Gấu Vịnh Phất Cờ Để tính tốn đuợc khả trao đổi nước thời gian lưu trú nước, tiến hành tính tốn cho hai triều lớn nhỏ Thời gian lưu trú nước thời gian cần thiết để lượng nước chảy vào Vịnh thay lượng nước Vịnh Độ xác khả trao đổi nước thời gian lưu trú nước Vịnh phụ thuộc lớn vào việc xác định diện tích cho Vịnh Nếu diện tích q lớn thời gian lưu trú nước lớn, ngược lại diện tích vịnh nhỏ thời gian lưu trú nước nhỏ Để tăng cường độ xác, lựa chọn diện tích hai vịnh hai lưới tính nấc 3: Kích thước lưới Vịnh Phất Cờ: 136 ô x 154 ô (4.08 km x 4.62 km), Vịnh Tùng Gấu: 64 ô x 64 ô (1.92 km x 1.92 km) 10 Bảng 2.20 Kết tính tốn diện tích mặt chiếu ướt, diện tích mặt ướt thể tích Vịnh Tùng Gấu cho triều lớn triều nhỏ TT CĐ Triều Lớn Nhỏ Thời gian (h) 01 07 13 19 01 07 13 19 Diện tích chiếu ƣớt (m2) 2.464.060 2.601.803 2.626.286 2.541.166 2.526.715 2.593.733 2.593.053 2.595.431 Diện tích mặt ƣớt (m2) 2.469.838 2.613.283 2.639.878 2.549.413 2.534.238 2.603.958 2.602.966 2.605.812 Thể tích (m3) 8.917.374 13.821.782 15.477.406 11.240.608 10.654.419 12.983.387 12.786.696 13.095.741 Bảng 2.21 Kết tính tốn diện tích mặt chiếu ướt, diện tích mặt ướt thể tích Vịnh Phất Cờ cho triều lớn triều nhỏ TT CĐ Triều Lớn Nhỏ Thời gian (h) 01 07 13 19 01 07 13 19 Diện tích chiếu ƣớt (m2) 16.138.621 17.276.175 17.277.525 17.276.165 17.203.715 17.209.350 17.211.600 17.211.600 Diện tích mặt ƣớt (m2) 16.147.891 17.291.920 17.297.478 17.288.750 17.215.585 17.224.273 17.226.588 17.226.578 Thể tích (m3) 91.780.340 128.634.973 147.640.210 113.876.978 107.241.321 123.211.681 123.722.046 123.450.707 CHƢƠNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUI HOẠCH, QUẢN LÝ PHÁT TRIỂN NGHỀ NUÔI CÁ LỒNG BÈ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.1 Tính tốn sức chịu tải mơi trƣờng thủy vực ni cá lồng bè ven bờ Hải Phịng Quảng Ninh Sức chịu tải môi trường thủy vực khả tiếp nhận hợp chất ô nhiễm hữu dinh dưỡng mà tác động chúng khơng làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái Việc tính tốn sức chịu tải môi trường vào tiêu chuẩn áp dụng Việt Nam như: - TCVN 5943 – 1995 Tiêu chuẩn chất lượng nước ven bờ - TCVN 6896 – 2001 Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vùng nước biển ven bờ dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh Ngồi cịn tham khảo tiêu chuẩn môi trường Quốc tế “Tiêu chuẩn nước biển ven bờ bảo vệ đời sống thủy sinh” chương trình hợp tác ASEAN – Canada 3.1.1 Đánh giá mức ô nhiễm môi trƣờng hệ thống lồng bè Các chất thải từ hoạt động nuôi cá lồng bè gây ô nhiễm môi trường chủ yếu hợp chất hữu Nhc, Phc Các khu vực nuôi cá lồng bè chủ yếu sử dụng nguồn thức ăn cá tạp bột cá Áp dụng tiêu chuẩn TCVN 6896-2001, tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vùng nước biển ven bờ dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh, tính cho mức nước thải >5000m3/ngày đêm (mức F3), mức nhiễm hữu hoạt động nuôi cá lồng bè vịnh Tùng Gấu Phất Cờ chưa tính đến q trình trao đổi nước triều dịng chảy tính tốn bảng 3.1 báo cáo 11 3.1.2 Tính tốn sức chịu tải mơi trƣờng khu vực nghiên cứu Sức chịu tải môi trường thủy vực nhóm yếu tố gây nhiễm đánh giá thông qua lực môi trường EC (Environment Capacity) theo công thức: EC = (Cmax – C0) (1 + R) V Trong đó: EC: Năng lực mơi trường, tính trung bình cho đơn vị thời gian kg/ngày Cmax : Nồng độ chất ô nhiễm tối đa cho phép theo tiêu chuẩn lựa chọn C0 : Nồng độ chất ô nhiễm mơi trường tự nhiên thủy vực V: Thể tích thủy vực tiếp nhận chất thải R: Tỷ lệ trao đổi nước thủy vực Qua tính khả tiếp nhận tối đa lượng chất ô nhiễm phát thải vào thủy vực từ nguồn khoảng thời gian định Kết tính tốn thể bảng 3.2 (bc chính) Trên sở áp dụng tiêu chuẩn ASEAN nồng độ giới hạn Cmax tỉ lệ trao đổi nước R (được tính tốn theo chênh lệch mực nước triều), mức độ phát thải chất ô nhiễm từ hệ thống lồng bè PL (Pollutant load) tính cho tồn thể tích nước chứa số lồng bè Theo đó, khả tiếp nhận hợp chất dinh dưỡng trung bình năm tính tốn theo tiêu chuẩn ASEAN vịnh sau: EC (mg/ngày) = (Cmax – C0) V1’ PL (mg/ngày) = V2 Clb Trong đó: V1’ thể tích nước vịnh tính lượng trao đổi nước trung bình ngày V2 Là thể tích nước tổng số lồng bè nuôi vịnh Clb hàm lượng chất ô nhiễm môi trường hệ thống lồng bè Bảng 3.2 Kết tính tốn lực môi trường khu vực nghiên cứu TC ASIAN Cmax, N-NH4 = 70g/l + - Cmax, N – NO2 = 55g/l - Cmax, N – NO3 = 60g/l 3- Cmax, P – PO4 = 45g/l Tham số tính Tùng Gấu Phất Cờ EC (mg/ngày) 167.351.657 447.091.533 PL (mg/ngày) 1.859.254 1.338.439 Tỉ lệ % PL/EC 1,111 0,299 EC (mg/ngày) 463.194.031 1.177.615.614 PL (mg/ngày) 37.151 37.418 Tỉ lệ % PL/EC 0,008 0,003 EC (mg/ngày) 294.115.601 817.391.746 PL (mg/ngày) 776.422 617.046 Tỉ lệ % PL/EC 0,264 0,075 EC (mg/ngày) 327.069.610 888.219.958 PL (mg/ngày) 538.401 511.629 0,165 0,058 Tỉ lệ % PL/EC 3.1.3 Tính tốn sức chịu tải môi trƣờng khu vực nuôi cá lồng bè 12 Với khu vực nuôi trồng thủy sản nói chung, sức chịu tải mơi trường tính tốn dựa diện tích số lượng nuôi giới hạn tài nguyên cụ thể vực nước sông, vịnh đầm phá tiếp nhận chất thải Sức chịu tải môi trường: ECC (Environment Carrying Capacity) = EC/PL Trong đó, PL (Pollutant load) lượng chất ô nhiễm phát thải ha, lồng nuôi sản phẩm nuôi trồng đơn vị thời gian 3.2 Tính tốn mật độ đề xuất giải pháp qui hoạch, quản lý phát triển nghề ni cá lồng bè Việc tính tốn mật độ vào kết tính tốn phân tích luận văn với nội dung: - Tính tốn thẩm định mơ hình thuỷ lực MIKE21 HD, tính tốn thẩm định mơ hình chất lượng nước MIKE 21 WQ - Tính tốn chế độ thuỷ lực môi trường hai thuỷ vực Vịnh Tùng Gấu Vịnh Phất Cờ cho triều lớn triều nhỏ - Tính tốn khả trao đổi nước thời gian lưu trú nước hai thuỷ vực Vịnh Tùng Gấu Vịnh Phất Cờ cho triều lớn triều nhỏ 3.2.1 Đề xuất mật độ vị trí ni cá lồng bè diện tích tồn vịnh Hình 3.1 Sơ đồ ni cá lồng bè tồn vịnh Bầu Hình 3.1 Hình 3.2 mô tả trạng lồng bè cá nuôi vùng lân cận hai Vịnh Có thể dễ nhận thấy khu vực nuôi cá lồng bè nghiên cứu khảo sát hai Vịnh Phất Cờ Tùng Gấu diện tích khơng lớn so với diện tích ni cá lồng bè 13 Hình 3.2 Sơ đồ ni cá lồng bè vịnh Tùng Gấu Tại khu vực Vịnh Phất Cờ, vị trí ni cá nằm phía Bắc Tây đảo Trà Bản (hình 3.1) Dịng triều khu vực có hướng triều lên Đơng Bắc – Tây Nam dịng triều có ưu lớn (0.2m/s0.4m/s) Tại khu vực Vịnh Tùng Gấu, ngồi khu vực ni cá lồng bè xem xét tính tốn, khu vực phía Bắc Vịnh ni có diện tích lớn nhiều so với diện tích tính tốn Nét đặc biệt diện tích ni cá bố trí nằm sâu Vịnh nhỏ tương đối kín Dịng triều vào khoảng 0.05 m/s đến 0.15 m/s Vì khả trao đổi nước khu vực nuôi với môi trường xung quanh khơng tốt Diện tích đề xuất bao gồm diện tích mặt nước cần thiết cho cụm lồng bè khoảng cách cụm lồng bè, tức lồng bè bố trí thành cụm có chiều dài chiều rộng 90m, khoảng cách khu vực nuôi cách từ ô lưới đến ô lưới (90m 270m) Bảng 3.8 Đề xuất diện tích ni cá lồng bè hai vịnh Phất Cờ Tùng Gấu TT Tên Vịnh Diện tích Vịnh liên quan đến nuôi lồng bè (m , lúc triều thấp nhất) Diện tích ni (m2; %) Kiên nghị (m ,% so với diện tích Vịnh) Phất Cờ 2500000 2070 (0.08%) 250000(10%) Tùng Gấu 1060000 2579 (0.24%) 53000(5%) 3.2.2 Đề xuất mật độ vị trí ni cá lồng bè diện tích thực tế Theo tính tốn mục 3.1.3, bảng 3.3 sức chịu tải môi trường khu vực nghiên cứu cịn tiếp nhận số lượng lồng cá nuôi lớn nữa, thực tế khu vực đủ điều kiện đặt lồng nuôi lại sử dụng cho nhiều mục đích Phần diện tích sử dụng cho dân sinh, giao thông du lịch vịnh Tùng Gấu chiếm khoảng 40%, vịnh Phất Cờ 80% diện tích ni thả Do phần diện tích sử dụng để ni cá lồng vịnh Tùng Gấu lại khoảng 213.120m2, vịnh Phất Cờ 176.400m2 Trên diện tích này, số lồng bè tính tốn phù hợp với sức chịu tải mơi trường trình bày bảng 3.9 14 Bảng 3.9 Kết tính tốn số lồng bè phù hợp với sức chịu tải mơi trường Tùng Gấu Các tham số Phất Cờ Trung bình năm Diện tích đặt lồng bè (m ) 213.120 176.400 1.457.643 1.289.372 34.594 60.346 229 136 1.101 702 872 566 12.038 17.488 1,04 0,64 Thể tích vực nước ni VN (m ) Thể tích trung bình lồng VL (m ) Số ô lồng Số ô lồng phù hợp với sức chịu tải môi trường (c) Số ô lồng tăng thêm (c) Diện tích ni thực tế (m ) Tỷ lệ diện tích ni / diện tích tồn vịnh 3.3 Kết luận Sự lựa chọn mơ hình thủy lực MIKE 21 HD mơ hình chất lượng nước MIKE 21 WQ để nghiên cứu, tính tốn trình động lực phát tán vật chất vùng biển Hải Phòng - Quảng Ninh bao hai vịnh nhỏ Phất Cờ Tùng Gấu hoàn tồn thích hợp Việc lựa chọn miền tính lớn miền tính nhỏ để lồng ghép mơ hình đáp ứng u cầu cơng việc tính tốn cho phép hạn chế sai số địa hình gây địa hình khu vực tập trung ni cá lồng bè chi tiết hóa tới 30m x 30m Mơ hình thủy lực MIKE 21 HD hiệu chỉnh kỹ lưỡng với chuỗi số liệu mực nước 15 ngày Cửa Ông, Vịnh Phất Cờ, Vịnh Tùng Gấu chuỗi số liệu vận tốc hai Vịnh Mơ hình chất lượng nước MIKE 21 WQ hiệu chỉnh với 24 chuỗi số liệu đo đạc BOD, DO, N-NH4, N-NO2, N-NO3, P-PO4 hai vị trí cho hai Vịnh Phất Cờ Tùng Gấu Các kết so sánh tính tốn thực đo phù hợp Những kết tính tốn cho thấy trạng số lồng bè ni Vịnh Phất Cờ tăng lên tới 10% diện tích vịnh Vịnh Tùng Gấu số lồng bè cá tăng lên đến 5% diện tích vịnh 3.4 Kiến nghị Trong q trình phát triển ni cá Vịnh cần thiết phải luôn theo dõi diễn biến chất lượng nước đồng thời khơng nên phát triển ni với diện tích ạt, mà phải tăng dần phần trăm diện tích sau năm/vụ Các lồng bè nuôi khu vực với diện tích khoảng 800m2-900 m2 khu vực cách 100m- 200m (khoảng 5-6 ô lưới) 15 ... TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NGUYỄN TUẤN KỲ NGHIÊN CỨU Q TRÌNH TỰ LÀM SẠCH MƠI TRƯỜNG BẰNG ĐỘNG LỰC TRIỀU VÙNG VEN BỜ HẢI PHÒNG VÀ QUẢNG NINH NHẰM PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN NGHỀ NUÔI CÁ LỒNG... lý phát triển nghề nuôi cá lồng bè khu vực nghiên cứu 3.1 Tính tốn sức chịu tải môi trường thủy vực nuôi cá lồng bè ven bờ Hải Phòng Quảng Ninh 3.1.1 Đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường. .. QUI HOẠCH, QUẢN LÝ PHÁT TRIỂN NGHỀ NUÔI CÁ LỒNG BÈ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.1 Tính tốn sức chịu tải môi trƣờng thủy vực nuôi cá lồng bè ven bờ Hải Phòng Quảng Ninh Sức chịu tải môi trường thủy vực khả